Supstituisane k.k. Sinteza Aminokiseline Biodegradabilni polimeri Peptidi. Industrijska primena Aminokiseline Stočarstvo Hiralni katalizatori

Transcript

1 Supstituisane k.k. Značaj Sinteza Aminokiseline Biodegradabilni polimeri Peptidi Industrijska primena Aminokiseline Stočarstvo Hiralni katalizatori Hidroksikiseline Kozmetička industrija kreme Biološki značajna jedinjenja peptidi (belančevine) 1

2 Podela Halogensupstituisane kiseline Hidroksi (oksi) kiseline Keto (okso) kiseline Aminokiseline Halogensupstituisane kiseline HH Br 'H H Br αhalogensupst. k. βhalogensupst. k. HH Br 2brombutanska k. (αbrombuterna k.) 2

3 Dobijanje halogensupst. k. Halogenovanje alifatičnih kiselina. Hell VolhardZelinsky reakcija Adicija halogenovodoničnih k. na α,βnezasićene k. eakcija halogenovodonika sa hidroksikiselinama Halogenovanje alifatičnih kiselina. HellVolhardZelinsky reakcija Slično aldehidima i ketonima, α atom alkanskih (alifatičnih) k. može se halogenovati pomoću X 2 (l 2, Br 2 ) u prisustvu kat. količine elementarnog (crvenog) fosfora: H H X 2 P H H HX H X 2halogenkarboksilna k. (αhalogensupstituisana k.) Mogu se zameniti svi αh atomi! 3

4 Halogenovanje alifatičnih kiselina. HellVolhardZelinsky reakcija H l 2, P l H l 2, P l HH l 2, P l l H l l Br H Br 2, P HH Br 2, P H Br Br Br 2, P nema reakcije Adicija halogenovodoničnih k. na α,βnezasićene k. H=HH HX H H X 2 =l 2, Br 2 X vo je zapravo 1,4 adicija nukleofilnog reagensa H B na α,βnezasićeni karbonilni sistem: β α H δ 1,4adicija β H B δ _ Čini se da je došlo do 1,2adicije NuH na dvostruku vezu!!! B α enoloblik H H izomerizacija β B α H H 4

5 H Adicija halogenovodoničnih k. na α,βnezasićene k. Iz α,βnezasićenih k. konjugovanom adicijom može nastati čitav niz sistema. HH H /H 2 HX H H H H H X H 3hidroksikarboksilna k. (βhidroksikiselina) 3halogenkarboksilna k. (βhalogenkiselina) 3aminokarboksilna k. (βaminokiselina) HN H H N 3cijanokarboksilna k. (βcijanokiselina) eakcija halogenovodonika sa hidroksikiselinama H H H HX H H X X 2 =l 2, Br 2 5

6 eakcije halogensupstituisanih k. Kiselost Prevoñenje u cijanokiseline Prevoñenje u nitrokiseline Prevoñenje u oksikiseline Prevoñenje u aminokiseline Prevoñenje u nezasićene kiseline Kiselost Povećana u odnosu na nesupstituisane k.! H 2 H l H H 3 2 l H H 1 l H 4 6

7 Prevoñenje u druge supst. k. 1. Na 2 2. N 3 ' HH αcijanokiselina 2. N N 2 ' HH αnitrokiselina ' HH X 1. H, H 2 2., H 2 N 2 ' HH H _ ' H αhidroksikiselina αaminokiselina 1. KH (alk.) 2. 'H=HH α,βnezasićena k. Hidroksi (oksi) kiseline HH 'H H H HH H H αoksi k. βoksi k. 2hidroksibutanska k. (αhidroksibuterna k.) 7

8 Dobijanje αoksikiselina Hidroliza αhalogensupstituisanih k. Hidroliza cijanhidrina edukcija αketokiselina Hidroliza αhalogensupstituisanih k. HH H, H 2 H HH X H H 8

9 Hidroliza cijanhidrina H (') N H H (') H H edukcija αketokiselina H H 2 /Ni HH H 9

10 Dobijanje βoksikiselina Hidratacija α, βnezasićenih kiselina Hidratacija α, βnezasićenih kiselina H=HH H H H 10

11 eakcije oksikiselina Kiselost Dehidratacija Intramolekulska esterifikacija Kiselost Povećana u odnosu na nesupstituisane k.! H 2 H H H H 3 2 H H H 1 H H 4 11

12 Dehidratacija H H H=HH H Intramolekulska esterifikacija kod hidroksi supst.k. lakton γ β α H Na H H H γlakton H δ γ β α H Na H H δlakton 12

13 Keto (okso) kiseline H ' H αketo k. βketo k. nestabilne (dekarboksilacija) H 2oksobutanska k. (αketobuterna k.) Dobijanje αketokiselina Hidroliza α,αdihalogensupstituisanih kiselina Hidroliza acilcijanida ksidacija αoksikiselina Piroliza vinske k. 13

14 Hidroliza α,αdihalogensupstituisanih kiselina X H H, H 2 H X Hidroliza acilcijanida l N HN H 14

15 ksidacija αoksikiselina H H H r 3 H Piroliza vinske k. H H H H H H H 2oksopropanska k. (αketopropionska k.) (pirogrožñana k.) H

16 eakcije keto kiselina Stvaranje oksima i fenilhidrazona Dekarboksilacija Stvaranje oksima i fenilhidrazona H 2 N' N ' H H = H, NH 6 H 5 16

17 Dekarboksilacija H H 2 Aminokiseline HH 'H H NH 2 NH 2 αamino k. βamino k. HH NH 2 2aminobutanska k. (αaminobuterna k.) 17

18 Aminokiseline kao dipoljoni Za razliku od amina i k.k., aminokiseline su neisparljive kristalne supstance koje se tope uz razgradnju pri visokim temperaturama Nerastvorne su u nepolarnim rastvaračima (petroletar, benzen, etar), a rastvorne u vodi Konstantne kiselosti i baznosti su male za H i NH 2 grupe H cviter jon (dipolarnijon) Dobijanje αaminokiselina Direktna amonoliza Gabrielova sinteza Streckerova sinteza 18

19 Direktna amonoliza Br 2, P H HH H Br, višak prinos 70% alanin Gabrielova sinteza N: K kalijumftalimid l 2 H 5 etilhloracetat S N 2 N 2 H 5 Hl, H 2 H l ukupan prinos 89% glicinhidrohlorid ftalna kiselina 19

20 Gabrielova sinteza _ N: K Br 2 H 5 H 2 H 5 S N 2 N 2 H 5 Na 2 H 5 H 2 H 5 N 2 H _ 5 : 2 H 5 Br S N 2 N H H _ 1. H, H 2 NaH, H 2 H 2 N 2. _ natrijumftalat N 2 H 5 2 H 5 Streckerova sinteza H H 2 NH H imin NH 2 HN H, H 2 N H H 2aminopropanonitril prinos 55% 20

21 Dobijanje βaminokiselina Adicija na α,βnezasićene kiseline Adicija na α,βnezasićene k. H=HH H 21

22 eakcije aminokiselina Kiselost i baznost aminokiselina. Grañenje soli Esterifikacija Acilovanje Stvaranje diketopiperazina Stvaranje laktama Kiselost i baznost aminokiselina H kiselina kiselost amonijumjona jona H 2 H NH 2 Ka= [ ][H 2 NH ] [ NH ] 22

23 Kiselost i baznost aminokiselina H baza H 2 baznost karboksilatnog jona Kb= HH H [H ][ NHH] [ NH ] Kiselost i baznost aminokiselina U vodenom rastvoru kiselost i baznost kiseline i njene konjugovane baze su povezane izrazom: Ka x Kb = Ka = 1,6 x za za glicin (pka=9,8) Kb = 6,3 x 10 5 za NH 2 pkb=4,2 Kb = 2,5 x za za glicin (pkb=11,6) Ka = 4 x 10 3 za H (k.k. sa jakom elektronakceptorskom grupom ) pka=2,4 23

24 Kiselost i baznost aminokiselina Povećanjem baznosti rastvora a.k.: H H H H 2 NH 2 jača kiselina jača baza slabija baza slabija kiselina Povećanjem kiselosti rastvora a.k.: H HH H 2 jača baza jača kiselina slabija kiselina slabija baza Izoelektrična tačka H NH 2 H H H H H HH ph vrednost na kojoj je količina protonovane a.k. jednaka količini deprotonovane zove se izoelektrična tačka pri ovoj ph a.k. se ne kreću ni prema anodi ni prema katodi pri ovoj ph a.k. ima najmanju rastvorljivost najveća koncentracija dipoljona I=(pKapKb14)/2 I za glicin = 6,1 24

25 Grañenje soli Hl HH H l NaH H Na NH 2 Esterifikacija H HH 'H H' H 2 H' H NH 2 25

26 Acilovanje H H H 'X NH 2 H NH ' HH NH ' Stvaranje diketopiperazina 2 H H N N H 2 H 2 ciklični diamid 26

27 γamino supst.k. grade γlaktame γ β α H H NH NH 2 γlaktam δamino supst.k. grade δlaktame δ γ β α H H N NH 2 δlaktam 27